[发明专利]一种新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计

权利要求书

1.一种新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计，其特征在于：该方法是为了提升调磁式异步磁力联轴器的传动性能，将 Halbach 永磁阵列应用于该类磁力联轴器中，利用有限元软件对其进行仿真，得到了对应不同永磁阵列的联轴器磁感应强度分布云图、磁力线分布图及输出转矩随时间的变化曲线，研究结果表明，当采用 Halbach 阵列时，磁力联轴器的主磁路外转子不需要轭铁，可减小机构的转动惯量；相比传统阵列，Halbach 阵列可明显提高联轴器的输出转矩；相比采用传统阵列磁体的联轴器，对应 90°、60°、45°Halbach 阵列的联轴器可使输出转矩分别提高 34.1%、52.3%、56.8%。

2.根据权利要求 1所述的新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计，其特征在于，所述解析模型，调磁式异步磁力联轴器结构形式为圆筒式，而且其永磁体只布置在外转子上，所以该类联轴器应用 Halbach 阵列时主要采用环形向内侧聚磁结构，根据每极永磁体块数的不同可分为多种结构，包括90°（每极2段）、60°（每极3段）、45°（每极4 段）Halbach 阵列等。

3.根据权利要求 1所述的新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计，其特征在于，所述的结构参数，外转子磁极对数为15对，调磁极片数量为22，内转子外半径为63mm，采用24槽（6×6mm2），内、外气隙厚度均为 1mm；有限元模型中材料属性定义如下：永磁体为N35稀土钕铁硼材料，剩磁Br=1.21T，相对回复磁导率为1.05；内、外转子轭铁材料为 10钢；鼠笼导条材料为铜，相对回复磁导率为1；调磁极片中硅钢片选用 DW315-50；内外气隙材料定义为空气。

4.根据权利要求 1所述的新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计，其特征在于，所述的实验验证，作用是为了验证优化设计的有效性，磁力联轴器的主磁路走向为：磁体 N 极→外转子轭铁→磁体 S 极→外气隙→调磁极片→内气隙→内转子轭铁→绕过铜条→内气隙→调磁极片→外气隙→磁体 N 极；而当永磁体为 Halbach 阵列时外转子轭铁上的磁力线却十分稀疏，这是由于 Halbach 阵列中的非径向磁化磁体为磁力线提供了路径，此时磁力线主要从非径向磁化磁体通过而不是外转子轭铁，所以此时磁力联轴器的主磁路走向为：径向磁化磁体N极→非径向磁化磁体→径向磁化磁体S极→外气隙→调磁极片→内气隙→内转子轭铁→绕过铜条→内气隙→调磁极片→外气隙→径向磁化磁体N极。